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1、1 机械原理课程设计机械原理课程设计 说明书说明书 设计题目 设计题目 压片成形机压片成形机 汽车工程系汽车工程（中美）专业 汽车工程汽车工程系汽车工程（中美）专业 汽车工程 班号 0621081 班 班号 0621081 班 设计者 设计者 王佩玉 王佩玉 指导教师 指导教师 韩丽华韩丽华 2010 年 7 月 2 日 2010 年 7 月 2 日 2 目 录目 录 1.设计题目31.设计题目3 2.设计要求32.设计要求3 3.运动方案评估33.运动方案评估3 4.设计内容6 4.设计内容6 5.设计步骤85.设计步骤8 6.附录116.附录11 3 机械原理课程设计机械原理课程设计 压片
2、成形机压片成形机 一、一、.设计题目设计题目 1.压片成形机介绍 设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定 量送入压形位置，经圧制成形后脱离位置。机器的整个工作过程（送料、压形、 脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。 2.压片成形机的工艺动作 （1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔。 （2）下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。 （3）上、下冲头同时加压，并保持一段时间。 （4）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。 （5）料筛推出片坯。 料 筛 型 腔 下冲 头 粉 料 2 1 3 片 坯 下 冲 头 下 冲 头 上 冲 头 5 下冲头
3、上冲头 8 片坯 21 3 4 3.压片成形机设计数据 电动机转速/（r/min）：1450； 生产率/(片/min)：10； 冲头压力/N：150 000； 机器运转不均匀系数/：0.10； 二、设计要求二、设计要求 1.上冲头完成往复直移运动（铅垂上下） ，下移至终点后有短时间的停歇，起 保压作用，保压时间为 0.4s 左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故 冲头行程为 100mm。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力能力。 2.下冲头先下沉 3mm，然后上升 8mm，加压后停歇保压，继而上升 16mm， 将成形片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移 21mm，到待料
4、位置。 3.料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型 腔后，料筛在台面上右移约 4550mm，推卸片坯。 三.运动方案评估三.运动方案评估 上冲头设计方案上冲头设计方案 方案方案 1 说明 ：说明 ： 杆 1 带动杆 2 运动，杆 2 使滑块往 复运动， 同时带动杆 3 运动，从而达到所 要求的上冲头的运动。 此方案可以满足 保压要求， 但是上冲头机构制作工艺复 杂， 磨损较大， 且需要加润滑油， 工作过 程中污损比较严重。 21 3 5 8 上冲头 下冲头 5 方案方案 2 说明说明：凸轮旋转带动滚子运动， 使杆1与杆2运动，使上冲 头上下往复运动，完全能 达到保压
5、要求。但上冲头 行程要求有 90100mm，凸 轮机构尺寸将会变得很大 很笨重。 压片机的设计 压片机的设计 方案方案 3： 说明：说明：此方案使 用曲柄摇杆机构和摇 杆 滑 块 机 构 串 接 而 成，结构简单、轻盈， 能满足保压要求，并 能够轻松达到上冲头 的行程要求。 综合以上三个方案的优缺点，认为是使用方案三进行设计是比较好的选择。综合以上三个方案的优缺点，认为是使用方案三进行设计是比较好的选择。 下冲头与料筛设计方案下冲头与料筛设计方案 6 四、设计内容四、设计内容 1.选择方案 由于压片成形机的工作压力较大，行程较短，一般采用肘杆式增力冲压机构 作为主体机构。它是由曲柄摇杆机构和摇
6、杆滑块机构串接而成。先设计摇杆滑块 机构，为了保压，要求摇杆在铅垂位置的2范围内滑块的位移量0.4mm。此 方案中，料筛采用凸轮机构，可使其达到往复振动的运动效果；下冲头也采用凸 轮机构，可达到保压效果，且此方案的稳定性较好，故选用此方案。 若选用连杆机构，必须确定各构件的长度；选用凸轮机构，必须确定凸轮的 理论轮廓线和实际轮廓线。 7 1.绘制加压机构的机构运动简图 选用方案 8 五、设计步骤五、设计步骤 5-1.上冲头机构设计：5-1.上冲头机构设计： 1. 设定摇杆长度 选取=1.5 代入公式 ： r 2sin 2cos1 4 . 0 2 2 得 r394 选取 r=390; L =r
7、=3901.5=585; 2. 确定摇杆摆角根据右图，可知行程的计算公式为 h=L-rcos+-r 22 )sin(rL 此时 h=100 算的摆角为 32与测量出的图中摆角大小相等 题设要求摆角小于 60 满足要求。 3. 通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度 h 9 如图所示，AB 为曲柄，BC 为连杆，DC 为摇杆； DC0是摇杆在摆角最大时的位置； DC12是摇杆与铅垂方向夹角为 2的位置； DC3是摇杆铅垂时的位置； 由题意: AC2 = AB+ BC AC0 = BC-AB AB=97 BC=171 测量出B1AB1=80，为保压角 4. 检验曲柄存在条件 CD=390mm
8、，AB=97mm, BC=171mm, AD(机架)=462mm 满足杆长之和定理，即 AD+ABCD+BC,确保了曲柄的存在。 综上所述 上冲头机构的尺寸设计如下： 曲柄 97 曲柄连杆 171 摇杆 390 滑块连杆 L 585 5-2.凸轮的设计：5-2.凸轮的设计： 1.凸轮基圆的确定 由运动循环图最大斜率 40.1 10 因为此设计中的凸轮均为对心凸轮，则基圆半径公式为： s d ds r tan 为了使机构能顺利工作，规定了压力角的许用值，在使 的前提下，选取尽你可能小的基圆半径。根据工程实践的经验，推荐 推程时许用压力角取以下数值： 移动从动件，=3038 摆动从动件，= 404
9、5 下冲头凸轮机构为移动从动件 =40 基圆半径 rb=26.8mm. 2.凸轮轮廓的确定 将凸轮基圆以每份 10平均分割，根据下冲头循环图，确定每 一段的升程与回程曲线。特别指出，期中 160240为保压段，此 段保持 1.33 秒的休止。 3.滚子半径的确定 在330这两点曲率半径相对较小的地方画尽量小的圆来确定其 最小半径min=1.15mm.0.8min.所以，此处取滚子半径 =9.2mm. 11 六心得与体会六心得与体会 在一周多的实习设计过程中， 我发现了许多的问题， ， 在设计的 过程中有许多我们平时都不太重视的东西， 也有很多的难题， 再这一 周多里我们每个人都是互相询问和帮助
10、， 这给了我很大的动力， 有的 不懂我们就会再一起讨论问题，设计完了我们就会回到宿舍去画图。 设计的过程中， 我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。 为 了让自己的设计更加完善， 更加符合工程标准， 一次次翻阅机械设计 书是十分必要的，同时也是必不可少的。 在一周多的实习设计过程中， 我发现了许多的问题， ， 在设计的 过程中有许多我们平时都不太重视的东西， 也有很多的难题， 再这一 周多里我们每个人都是互相询问和帮助， 这给了我很大的动力， 有的 不懂我们就会再一起讨论问题，设计完了我们就会回到宿舍去画图。 设计的过程中， 我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。 为 了让自己的设
11、计更加完善， 更加符合工程标准， 一次次翻阅机械设计 书是十分必要的，同时也是必不可少的。 这次的机械设计我学到了很多以前在书本没有学到的东西，知 识有了较大的提升， 特别是对干粉压片机的结构原理与设计分析更加 清楚深刻。真用铅笔来做图真的很困难，怪不得大家都喜欢 CAD。在 这次课程设计中， 充分利用了所学的机械原理知识， 根据设计要求和 设计分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单， 制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。 这次的机械设计我学到了很多以前在书本没有学到的东西，知 识有了较大的提升， 特别是对干粉压片机的结构原理与设计分析更加 清楚深刻。真用铅笔来做图真的很困难
12、，怪不得大家都喜欢 CAD。在 这次课程设计中， 充分利用了所学的机械原理知识， 根据设计要求和 设计分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单， 制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。 这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。创 新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需 要高度和丰富的创造性思维， 没有创造性的构思， 就没有产品的创新， 产品也就不具有市场竞争性。 在设计过程中， 虽然我们的创新是简显 的，但这也锻炼了我们的能力，更指明了我们努力的方向。 这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。创 新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需 要高度和丰富的创造性思维， 没有创造性的构思， 就没有产品的创新， 产品也就不具有市场竞争性。 在设计过程中， 虽然我们的创新是简显 的，但这也锻炼了我们的能力，更指明了我们努力的方向。 整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还 望老师批评指正。希望答辩时，老师多提些问题，由此我可用更好地 整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还 望老师批评指正。希望答辩时，老师多提些问题，由此我可用更好地 12 了解到自己的不足，以便课后加以弥补。了解到自己的不足，以便课后加以弥补。
